Spermatozoïde - Définition

Introduction

Fécondation d'un ovule par un spermatozoïde. Notez la différence de taille de ces deux cellules haploïdes, ainsi que la présence du flagelle sur le spermatozoïde, lui conférant la mobilité.

Un spermatozoïde est une cellule haploïde sexuelle (ou gamète) produite par l'appareil reproducteur mâle de l'espèce. Les spermatozoïdes ont été décrits pour la première fois en 1677 par Antoni van Leeuwenhoek.

Chez les mammifères, le spermatozoïde est soit porteur du chromosome Y, soit porteur du chromosome X. Le chromosome est impliqué dans la détermination sexuelle. L’ovotide libéré par l'ovaire, est toujours porteur d'un chromosome X. C’est donc le spermatozoïde qui détermine le sexe de l’œuf obtenu après la fécondation de l’ovule. Chez les oiseaux et quelques autres animaux, la détermination sexuelle est au contraire le fait de l’ovule.

L'américain Landrum Brewer Shettles, au début des années 60, émet l'hypothèse que les spermatozoïdes humains porteurs de Y sont plus petits, plus effilés et plus rapides. Les spermatozoïdes porteur de X sont plus résistants et plus énergétiques. Mais cette théorie a vite été abandonnée après de plus amples recherches.
Au moins dans les pays riches occidentaux, le nombre moyen de spermatozoïde semble en déclin régulier depuis les années 1900, avec une accélération depuis les années 1950, et avec cependant une disparité géographique inexpliquée ; le Danemark (également fortement touché par le syndrôme de dysgénésie testiculaire) serait le pays le plus touché en Europe, alors les Finlandais semblent épargnés sauf quand ils vont vivre au Danemark.

Structure

Chez l'humain, le spermatozoïde a une tête de 5 µm par 3 µm qui tourne sur elle-même le long d'une trajectoire hélicoïdale. La mobilité est assurée par un flagelle d'une longueur de 60 à 65 µm. Lors de l'éjaculation,allant de 2 à 6ml de sperme, on retrouve 50 à 100 millions de spermatozoïdes par ml de sperme.

Le spermatozoïde est caractérisé par un minimum de cytoplasme et l'ADN le plus densément compacté connu chez les eucaryotes (plus de six fois plus condensé que les chromosomes mitotiques des cellules somatiques). La tête (que l'on confond facilement avec le noyau), est recouverte de l'acrosome, membrane riche en enzymes importante lors de la fécondation.

De l'éjaculation à la fécondation : le parcours des spermatozoïdes

Spermatozoïdes

Lors des rapports sexuels les spermatozoïdes sont propulsés dans le vagin par l'éjaculation du sperme.

Ils se retrouvent alors devant l'entrée du col de l'utérus, dans le vagin : le fornix vaginal. Les sécrétions vaginales étant plutôt acides, de nombreux spermatozoïdes meurent dans les premiers temps de leur trajet, et ce malgré la protection du liquide séminal, légèrement alcalin, dans lequel ils baignent.

Le "but" des spermatozoïdes est d'atteindre l'ovocyte, ce dernier étant près de l'ovaire qui l'a expulsé, dans la partie ampoulaire de la trompe adjacente. C'est à ce niveau qu'a lieu la fécondation.

Pour y arriver les spermatozoïdes doivent parcourir successivement :

• Le col de l'utérus, bloqué par la glaire cervicale, ou cervix uteri ;
• La cavité utérine, plus "hospitalière" pour les spermatozoïdes du fait de ses sécrétions alcalines ;
• La trompe utérine où est l'ovule, mais pas l'autre. En effet, 50% des spermatozoïdes se retrouvent dans la trompe sans ovule.

Tous n'y arriveront pas. Parmi les quelque 200 millions de spermatozoïdes éjaculés, quelques centaines seulement traverseront la trompe.

La glaire cervicale est un réseau de mucopolysaccharides dont la structure varie en fonction du cycle ovarien de la femme. Le mucus est très perméable 2 à 3 jours avant l'ovulation du fait de la sécrétion d'oestrogène par le follicule mûr, mais il s'imperméabilise juste après l'ovulation en raison de la sécrétion de progestérone du corps jaune (ex follicule). Ce mécanisme permet de ne féconder qu'un ovocyte fraichement ovulé, car si fécondation il y a, les spermatozoïdes ne peuvent qu'être déjà dans les voies génitales féminines au moment de l'ovulation.

À ce stade, ce qu'on peut également remarquer, c'est que des spermatozoïdes se retrouvent bloqués dans des cryptes cervicales, qui sont des replis de la muqueuse interne du col. Il reste donc des spermatozoïdes dans le tractus génital féminin après les rapports pendant environ 48 heures mais rarement plus, car les spermatozoïdes ont une durée de vie limitée. Ce système de réservoir permet un relargage des spermatozoïdes d'environ 72 heures. La glaire fait aussi office de filtre car des spermatozoïdes ayant des malformations auront plus de difficultés à passer les "mailles du filet". On observe donc, là encore, une sélection.

Le parcours de la cavité utérine est très important car c'est là que les spermatozoïdes subissent la capacitation, qui est une maturation fonctionnelle de ces derniers. Elle consiste en un remaniement de leur membrane externe en vue de les préparer à effectuer la réaction acrosomiale, indispensable à la fécondation. La capacitation se manifeste, entre autres, par un mouvement hyperactivé des spermatozoïdes, correspondant à une augmentation des battements flagellaires et une trajectoire typique en forme de créneau. D'ailleurs, les spermatozoïdes n'ayant pas ce type de trajectoire ne peuvent pas passer la glaire cervicale qui est comme un filet dans les mailles duquel ceux qui se déplacent en ligne droite se prennent forcément.

Le risque pour un spermatozoïde capacité est qu'il effectue sa réaction acrosomiale spontanément avant de rencontrer l'ovule. Dans ce cas il ne sera pas fécondant, mais aura probablement facilité la voie à d'autres.

Chose importante, les spermatozoïdes ne subissent pas tous la capacitation en même temps. De cette manière, les plus "en retard" dans leur maturation peuvent avoir plus de chances d'effectuer leur capacitation puis leur réaction acrosomiale peu de temps avant la rencontre de l'ovule et d'être le spermatozoïde fécondant.

Lors de la fécondation, les mitochondries des spermatozoïdes sont détruits par la cellule oeuf. Il en résulte une conservation des mitochondries maternelles, ce qui est utile lors des études généalogiques. Il a cependant été récemment découvert que l'ADN mitochondrial peut être recombinant.